- •Тема 1. Електричне поле 7
- •1.1. Фізика і її зв’язок з іншими науками і технікою.
- •Тема 2. Постійний струм 27
- •Тема 3. Магнітне поле. Електромагнітна індукція 53
- •3.4. Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної
- •Тема 4. Електромагнітні коливання і хвилі 72
- •4.4. Коло змінного струму з опором, індуктивністю і
- •4.5. Передача і перетворенняя змінного струму.
- •1.1. Фізика і її зв’язок з іншими
- •Основні поняття теорії фізики
- •1.1.3. Фізичні величини та їх вимірювання
- •1.1.4. Фізичні поняття, закони і теорії
- •1.1.5. Зв'язок фізики з іншими науками і технікою
- •1.2.2. Заряд і поле. Поле як вид матерії
- •1.2.3. Взаємодія заряджених тіл. Закон кулона
- •1.2.4. Напруженість електричного поля
- •1.2.5. Графічне відображення електричного поля
- •1.3.2. Теорема остроградського - гаусса
- •1.3.3. Застосування теореми остроградського - гаусса
- •2. Напруженість електричного поля рівномірно зарядженої сферичної поверхні.
- •1.4.2. Потенціал електричного поля. Різниця потенціалів (напруга). Еквіпотенціальні поверхні
- •1.4.3. Різниця потенціалів (напруга). Еквіпотенціальні поверхні
- •1.5.2. Діелектрики в електричному полі. Поляризація діелектриків
- •1.5.3. Особливості деяких діелектриків
- •1.6. Електроємнсь. Конденсатори. З'єднання конденсаторів
- •1.6.1. Електроємність провідника
- •1.6.2. Конденсатори та їх застосування
- •1.6.3. З’єднання конденсаторів
- •Тема 2. Постійний струм
- •2.1. Постійний струм. Опір. Закон ома
- •2.1.1. Електричний струм. Основні характеристики електричного струму
- •2.1.2. Закон ома для ділянки кола. Опір
- •2.1.3. Сторонні сили. Джерело електричного струму
- •2.1.4. Закон ом а для будь-якої ділянки і для повного кола
- •2.2. Правила кірхгофа
- •2.2.1. Розгалуження струму. Правила кірхгофа
- •2.2.2. Вимірювання сили струму. Розширення меж вимірювання амперметра.
- •2.2.3. Вимірювання напруги. Розширення меж вимірювання вольтметра.
- •2.3. Робота і потужність струму. Закон джоуля-ленца
- •2.3.1. Робота постійного електричного струму
- •2.3.2. Потужність постійного електричного струму
- •2.3.3. Теплова дія електричного струму. Закон джоуля - ленца
- •2.4. Електропровідність твердих тіл
- •2.4.1. Електричний струм в металах
- •2.4.2. Залежність опору металів від температури. Надпровдність
- •2.4.3. Поняття про квантову теорію провідності твердих тіл
- •2.5. Електричний струм в напівпровідниках
- •2.5.1. Будова й електричні властивості напівпровідників
- •2.5.2. Власна й домішкова провідність напівпровідників
- •2.5.3. Електронно-дірковий перехід
- •2.6. Термоелектричні і контактні явища
- •2.6.1. Робота виходу
- •2.6.2. Контактна різниця потенціалів. Закони вольта
- •2.6.3. Термоелектричні явища
- •2.7. Електричний струм в рідинах і газах
- •2.7.1. Електричний струм в рідинах
- •2.7.2. Електричний струм в газах
- •2.7.3. Поняття про плазму
- •2.7.4. Термоелектронна емісія
- •Тема 3. Магнітне поле. Електромагнітна індукція
- •3.1. Магнітне поле і його характеристики. Закон ампера
- •3.1.1. Магнітне поле і його характеристики
- •3.1.2. Дія магнітного поля на електричний струм. Сила ампера
- •3.1.3. Магнітне поле постійного електричного струму. Закон біо - савара - лапласа
- •3.1.4. Взаємодія двох прямих струмів
- •3.2. Дія електричного і магнітного полів на рухомий заряд
- •3.2.1. Дія магнітного поля на рухому заряджену частинку. Сила лоренца
- •3.2.2. Рух електрона в однорідному магнітному полі
- •3.2.3. Еффект холла
- •4.3. Магнітні властивості речовин
- •3.3.1. Магнетики 1 їх намагнічування
- •3.3.2. Магнітне поле в магнетиках. Діамагнетики і парамагнетики
- •3.3.3. Феромагнетики та їх властивості
- •3.3.4. Магнітні матеріали I їх застосування
- •3.4. Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної індукції
- •3.4.1. Потік магнітної індукції (магнітний потік)
- •3.4.2. Електромагнітна індукція. Досліди фарадея
- •3.4.3. Закон ленца
- •3.4.4. Основний закон електромагнітної індукції
- •3.5. Самоіндукція. Взаємна індукція. Енергія магнітного поля струму
- •3.5.1. Явище самоіндукції. Індуктивність контуру
- •3.5.2. Явище взаємної індукції
- •3.5.3. Енергія магнітного поля струму.
- •Тема 4. Електромагнітні коливання і хвилі
- •4.1. Вільні електромагнітні коливання
- •4.1.1. Коливальний контур. Власні електричні коливання
- •4.1.2. Затухаючі електричні коливання
- •4.2. Вимушені електромагніні коливання.
- •4.2.1. Вимушені електромагніні коливання
- •4.2.2. Автоколивання
- •4.2.3. Енератор незатухаючих коливань
- •4.3. Змінний струм, його характеристики і добування
- •4.3.1. Змінний електричний струм. Добування змінного струму
- •4.3.2. Діючі значення сили змінного струму і напруги
- •4.3.3. Зсув фаз між струмом 1 напругою
- •4.4. Коло змінного струму з опором, індуктивністю і ємністю. Резонанс
- •4.4.1. Коло змінного струму з опором, індуктивністю і ємністю. Резонанс
- •4.4.2. Електричний резонанс
- •4.4.3. Робота і потужність змінного струму
- •4.5. Передача і перетворенняя змінного струму. Трансформатор. Електричні станції
- •4.5.1. Передача змінного струму
- •4.5.2. Перетворення змінного струму. Трансформатор
- •4.5.3. Електричні станції
- •4.6. Електромагнітні хвилі (частина 1)
- •4.6.1. Досліди г. Герца
- •4.6.2. Винайдення радіо
- •4.6.3. Принципи радіозвязку
- •4.7. Електромагнітні хвилі (частина 2)
- •4.7.1. Інфрачервоне та ультрафіолетове випромінювання
- •4.7.2. Рентгенівське випромінювання
- •4.7.3. Шкала електромагнітних хвиль
- •Про автора
- •18000, М. Черкаси, вул. Смілянська, 2
4.6.3. Принципи радіозвязку
Для встановлення радіозв'язку треба мати передавальну і приймальну станції. На рис. 4.17 подано блок-схему радіозв'язку. Принцип радіозв'язку полягає в тому, що струми
провідності передавача за допомогою антени перетворюються в струми зміщення (швидкозмінне електричне поле), які поширюються в просторі без провідників. Досягаючи приймача, ці струми зміщення знову перетворюються в струми провідності, які діють на індикаторний пристрій (телефон, гучномовець, телеграфний апарат та ін.).
Рис. 4.17. Принципи радіозв’язку
1. Розглянемо призначення і дію окремих елементів радіопередавача.
Коли передається розмова або музика, звукові коливання за допомогою мікрофона перетворюються в електричні коливання, які потрапляють у підсилювач низької частоти (ПНЧ). Може здатися, що за допомогою цих електричних коливань можна добути електромагнітні хвилі, а потім на приймальній станції знову дістати звукові коливання. Але коливання, утворені голосом людини, - це коливання низьких частот (у межах від 75 до 3000 Гц), що відповідають довжинам електромагнітних хвиль від 4000 до 100 км. Оскільки антени можуть випромінювати електромагнітні хвилі тільки тоді, коли їх розміри порядку довжини хвилі, то передавати звукові коливання таким способом практично неможливо.
З викладених мотивів в радіотехніці застосовують електромагнітні хвилі високої частоти (потужні струми зміщення), в межах від 105 до 108 Гц (довжина хвиль від 3 км до 3 м). Для строго напрямленого випромінювання (наприклад, у радіолокації) застосовують коливання з ще більшою частотою - 1010 Гц і вище. Тому радіопередавач неодмінно повинен мати генератор високої частоти.
Радіохвилі в приймачі збуджують струми провідності - високочастотні електричні коливання. Проте внаслідок інерції жодна механічна система неспроможна їх реєструвати. Отже, окремо взяті низькочастотні й високочастотні коливання не можуть задовольнити радіомовлення.
Радіомовлення засноване на використанні обох видів коливань, а саме: на передавальній станції низькочастотні звукові коливання накладаються на
високочастотні. Інакше кажучи, високочастотні коливання модулюються звуковими частотами. Модулювати можна такі параметри: амплітуду, частоту або фазу випромінюваних хвиль.
Розглянемо амплітудну модуляцію, яку використовують найчастіше. Амплітудна модуляція являє собою зміну амплітуди напруженостей електричного і магнітного полів радіохвилі високої частоти за законом звукової частоти. На рис. 343 показано немодульовані і модульовані високочастотні коливання. Зміна амплітуди високочастотних коливань відповідає змінам опору мікрофона, тобто тим звуковим коливанням, які потрапляють у мікрофон.
Рис. 4.18, а - високочастотні коливання, створені генератором; б - низькочастотні коливання (звукова частота); в - модульовані коливання; г – демодульовані низькочастотні коливання
Вибірністю (або селективністю) радіоприймача називається властивість його виділяти з багатьох електричних коливань, що діють в антені, коливання потрібної частоти. Це досягається за допомогою явища резонансу - настроюванням контуру приймальної антени на несучу частоту даного передавача. Як правило, радіоприймач можна перестроювати з однієї несучої частоти на іншу і приймати сигнали багатьох передавачів.
Якість радіоприймача оцінюється також його чутливістю, тобто здатністю приймати радіосигнали певної сили. Кількісно чутливість визначається величиною найменшої напруги сигналу в антені приймача, при якій можливий нормальний радіоприйом. Якщо, наприклад, чутливість становить 10 мкВ, то це означає, що сигнали від 10 мкВ і вище будуть прийняті нормально, а слабші не дадуть достатньої напруги на виході приймача.
Енергія електромагнітних хвиль, випромінюваних у різних напрямах антеною передавача, розсіюється у величезному просторі, і тільки незначна частина її уловлюється антеною радіоприймача. Тому сприйнятий сигнал спочатку підсилюється у підсилювачі високої частоти (ПВЧ).
Оскільки телефон, репродуктор і людське вухо реагують лише на коливання струму звукової частоти і не реагують на високочастотні коливання, то їх треба демодулювати, або детектувати.
Детектуванням називається процес виділення коливань низької (звукової) частоти з модульованого сигналу високої частоти. Змінний струм низької частоти утворює спад і з нього знімається напруга для дальшого підсилення в підсилювачі низької частоти (ПНЧ). Після підсилення струм низької частоти надходить до телефону або гучномовця, які відтворюють звукові коливання, утворені на передавальній станції і перенесені до приймача радіохвилями.